Đề tài Thiết kế nhà máy chế biến sữa sử dụng nguyên liệu từ sữa bột

Header Page 1 Đồ
of 113.
án tốt nghiệp

Đại học Bách khoa Hà Nội

Đề tài
“Thiết kế nhà máy chế biến sữa sử dụng
nguyên liệu từ sữa bột”

Footer Page 1 of
113.
Đinh
Thị Như Hoa- STH K47

1


Header Page 2 Đồ
of 113.
án tốt nghiệp

Đại học Bách khoa Hà Nội

Lời Mở đầu

Sữa là nguồn dinh dưỡng hoàn hảo, nó chứa đầy đủ các thành phần dinh
dưỡng Pr, L, G, các vitamin và khoáng chất, canxi cần thiết cho cơ thể người,
và chúng ở dạng cân đối và dễ hấp thụ bởi cơ thể, có thể nói sữa là một thực
phẩm tốt hơn bất kỳ thực phẩm nào: Protêin trong sữa có khoảng 20 loại
amino axit khác nhau trong đó có 8 loại amino axit cần thiết cho người lớn và

9 amino axit không thay thế cho trẻ con, các loại amino axit này cơ thể không
tự tổng hợp được mà phải lấy từ thức ăn hàng ngày để cơ thể phát triển và bảo
vệ da tóc
Vì vậy để có cuộc sống chất lượng cao, hàng ngày mỗi chúng ta đều phải
dùng sữa để cung cấp năng lượng và các vitamin khoáng chất có lợi cho sức
khỏe.
Sữa tươi hiện nay ở nước ta còn quá ít nên việc sử dụng sữa bột là rất cần
thiết để có thể cung cấp đủ lượng, đủ chất. Hơn thế việc nhập khẩu sữa bột
nguyên liệu là rất thuận tiện với giá thành không cao là 40.000đồng/kg sữa
bột , trong khi đó sưã thành phẩm nhập ngoại rất đắt.
Hiện nay mức thu nhập bình quân ở nước ta đã tăng lên đáng kể, số người
giầu ngày càng nhiều ở cả thành thị và nông thôn. Trình độ nhận thức của
người dân ngày càng cao, họ đã có những hiểu biết và đề cao gía trị dinh
dưỡng của sữa đặc biệt cho trẻ nhỏ và người già.vì vậy nhu cầu là rất lớn mà
khẩ năng cung cấp còn hạn chế
Từ những điều trên cho thấy không thể không mở rộng xây dựng thêm
nhà máy sữa để chế biến sữa tươi và sữa bột cho sản xuất dinh dưỡng cung
cấp với đa dạng các sản phẩm phù hợp từng người theo độ tuổi và sở thích để

Footer Page 2 of
113.
Đinh
Thị Như Hoa- STH K47

2


Header Page 3 Đồ
of 113.
án tốt nghiệp

Đại học Bách khoa Hà Nội

không chỉ đáp ứng nhu cầu trong nước mà còn hướng tới thị trường nước
ngoài.
Tuy nhiên để đáp ứng mức tiêu thụ cao thì việc chế biến sữa bột là cần
thiết, bên cạnh đó cần phải đầu tư phát triển chăn nuôi bò sữa hướng tới sử
dụng đa phần sữa tươi điều này đòi hỏi nghành công nghiệp sản xuất sữa
phát riển và cần được được quan tâm hơn.
Cũng bởi những điều trên mà việc em được giao đề tài tốt nghiệp này là
không thừa. đề tài cuả em là: thiết kế nhà máy chế biến sữa sử dụng nguyên
liệu từ sữa bột với các loại sản phẩm sau:
1.

Sữa tiệt trùng có đường : 80 tấn / ngày.

2.

Sữa chua ăn

: 20 tấn / ngày.

3.

Sữa đặc có đường

: 250.000 hộp / ngày ( đóng hộp số 7 ).

Footer Page 3 of
113.

Đinh
Thị Như Hoa- STH K47

3


Header Page 4 Đồ
of 113.
án tốt nghiệp

Đại học Bách khoa Hà Nội

Phần I
Lập luận kinh tế - kỹ thuật

Footer Page 4 of
113.
Đinh
Thị Như Hoa- STH K47

4


Header Page 5 Đồ
of 113.
án tốt nghiệp

Đại học Bách khoa Hà Nội

Tình hình kinh tế nước ta hiện nay với su thế mở cửa, giao thương, hợp tác

làm ăn với các nước ngoài. Vì vậy tốc độ tăng trưởng kinh tế ngày càng gia
tăng. Năm 2006 là 8,2 %, đời sống nhân dân cũng tăng cao đáng kể, người
dân họ có hiểu biết về giá trị dinh dưỡng của sữa, họ có nhu cầu cao không
còn là ăn no , ngon mà phải đủ chất. Để nâng cao chất lượng cuộc sống hàng
ngày rất cần đến sữa không chỉ cho trẻ nhỏ, người già mà mọi người đều có
nhu cầu.Với mức tiêu thụ đó , hiện nay khả năng cung cấp còn chưa đủ,
chúng ta vẫn phải nhập ngoại sữa với giá thành rất cao. Trong khi sữa nguyên
liệu rẻ hơn rất nhiều chỉ với giá 4.000 đồng/ kg sữa bột. Vậy thì tại sao chúng
ta không xây dựng thêm các nhà máy chế biến sữa để tạo ra nhiều chủng loại
các sản phẩm sữa có giá trị dinh dưỡng cao như: Sữa UHT, sữa chua ăn, sữa
đặc có đường... Các sản phẩm này chất lượng sẽ không thua kém mà giá
thành lại phù hợp với túi tiền cuả đa số người dân nước ta.
Hiện nay số kỹ sư thực phẩm ra trường ngày càng nhiều, trong khi các nhà
máy chế biến sữa còn hạn chế. Việc xây dựng nhà máy chế biến sữa là cần
thiết để phục vụ nhu cầu ngày càng cao trong nước, đồng thời giải quyết công
ăn việc làm cho người lao động, giảm tình trạng thất nghiệp và các tệ nạn xã
hội. Mà việc tiêu thụ sữa laị rất thuận lợi.
Nguồn nguyên liệu: dù chúng ta có nguồn sữa tươi còn hạn chế, nhưng việc
nhập sữa bột nguyên liệu là rất thuận lợi: dễ nhập do cơ chế thị trường,
phương tiện giao thông thuuận tiện. Việc bảo quản sữa bột cũng đơn giản và
có thể kéo dài 2 – 3 năm và sử dụng thuận tiện, chất lượng ổn định.
Điạ điểm nhập là:Mỹ, Newzeland chuyên cung cấp sữa bột có chất lượng
cao, ổn định và giá cả hợp lý.
Từ tình hình chăn nuôi phát triển đàn bò sữa để thu nhận sữa cùng với việc
sản xuất chế biến và tiêu thụ các sản phẩm sữa ở nước ta cho thấy việc thiết
kế 1 nhà máy chế biến sữa từ sữa bột là rất cần thiết để giải quyết các yêu cầu
trước mắt.

Footer Page 5 of
113.

Đinh
Thị Như Hoa- STH K47

5


Header Page 6 Đồ
of 113.
án tốt nghiệp

Đại học Bách khoa Hà Nội

Vậy vấn đề là làm sao để xây dựng được 1 nhà máy đạt hiệu qủa kinh tế cao
nhất. Nhà máy xây dựng cần đảm bảo được các chỉ tiêu kinh tế như sau:
- Giá thành công xưởng thấp nhất.
- Lợi nhuận nhiều nhất.
- Năng suất nhà máy cao nhất
- Chi phí vận tải ít nhất.
- Dự trữ nguyên liệu và lưu kho sản phẩm hợp lý nhất.
- Tiêu hao năng lượng ít nhất
- Nhà máy hoạt động ổn định nhất
Để đạt được các chỉ tiêu kinh tế thì yếu tố lựa chọn điạ điểm là quan trọng,
sao cho hợp lý. Qua nghiên cứu và khảo sát em chọn địa điểm nhà máy ở khu
công nghiệp Tiên Sơn thuộc huyện Từ Sơn tỉnh Bắc Ninh.

Footer Page 6 of
113.
Đinh
Thị Như Hoa- STH K47

6


Header Page 7 Đồ
of 113.
án tốt nghiệp

Đại học Bách khoa Hà Nội

I.1. Đặc điểm tự nhiên của vị trí xây dựng nhà máy.
Điạ điểm nhà máy nằm trên khu đất bằng phẳng rộng trên 10 ha cách Hà Nội
khoảng 20 m. Độ dốc của đất là 1%, Mực nước ngầm thấp, cường độ chiụ lực
của đất 1÷ 2 kg/cm3 thuận lợi cho việc xây dựng nhà máy công nghiệp.
* Điều kiện tự nhiên:
- Khí hậu: Nhà máy nằm trong vùng nhiệt đới gió mùa
+ Nhiệt độ không khí: Nhiệt độ trung bình năm 23,50C
Nhiệt độ trung bình năm cao nhất 270C
Nhiệt độ trung bình năm thấp nhất 20,90C
Nhiệt độ cao nhất tuyệt đối tháng 5/1986 là 42,80C
Nhiệt độ thấp nhất tuyệt đối là tháng 1/ 1956 là 2,70C
Nhiệt độ trung bình tháng:
Tháng
T0tb

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

16,4 17,0 20,2 23,7 27,3 28,8 28,9 28,2 27,2 24,6 21,4 18.2

Độ âm không khí:
+Độ ẩm tương đối trung bình tháng:
Tháng

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

wtb(%)

83

85

87

87

84

83

84

86

85

82

81

81

Nhìn chung độ ẩm tương đối là cao, trung bình là 84 %, thường các tháng
mưa nhiều thì độ ẩm cao.
+Bức xạ mặt trời: Bức xạ tổng cộng trung bình năm là 122,8 kcal/cm2.

Footer Page 7 of
113.
Đinh
Thị Như Hoa- STH K47

7


Header Page 8 Đồ
of 113.
án tốt nghiệp

Đại học Bách khoa Hà Nội

+Lượng mưa:
Tháng

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

LMtb-

18,6 26,2 43,8 90,1 188,5 239,9 288,2 318,0 265,4 130,7 43,5 23

(mm/th)

+ Lượng nước bốc hơi: trumg bình năm: 989 mm/năm

Tháng

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

BHtb-

59,7 71,4 56,9 62,5 98,6 97,6 100,6 84,1 84,4 95,6 89.8 85

(mm/th)
Tháng bốc hơi cao nhất là tháng 7, thấp nhất là tháng 3
+Gió và hướng gió: Có 2 hướng chủ đạo trong năm là gió Đông Bắc thổi vào
mùa đông và gió Đông Nam thổi vào mùa hè, ngoài ra mùa hè còn có gió
nóng thổi theo hướng Tây Nam.
Tốc độ gió trung bình là 2 m/s.
Tốc độ gió trung bình tháng:
Tháng 1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

V tb(m/s) 1,5

2,4

2,3

2,5

2,4

2,4

2,4

1,8

1,8

1,8

1,9

2,0

Tốc độ gió mạnh nhất trong năm có thể đạt tới 31m/s

Footer Page 8 of
113.
Đinh
Thị Như Hoa- STH K47

8


Header Page 9 Đồ
of 113.
án tốt nghiệp

Đại học Bách khoa Hà Nội

I.2.Khả năng cung cấp nguyên liệu.
Để nhà máy sản suất ổn định, thì nguyên liệu phải ổn định, nguyên liệu chủ
yếu là sữa bột gầy và dầu bơ được nhập ngoại qua cảng Hải Phòng sau đó chở
bằng ô tô về nhà máy.
Trong tương lai có thể mua sữa tươi từ trại bò Phù Đổng hoặc các hộ chăn
nuôi ở gần Hà Nội.
I.3. Nguồn cấp điện.
Điện được lấy từ nguồn dây cao thế 35 kv của khu công nghiệp, qua trạm biến
áp của nhà máy chuyển về 220/380 V. Để đảm bảo ổn định ta có thể có máy
phát dự phòng.
I.4. Cung cấp nước.
Nước trong nhà máy thực phẩm là rất quan trọng , và tùy từng mục đích sử

dụng mà mà cấp nước yêu cầu khác nhau và có xử lý thích hợp. Các chỉ số về
VSV phải tuân thủ theo yêu cầu sẩn suất.
Nhà máy có giếng khoan và có trạm xử lý nước.
I.5. Cung cấp hơi nước.
Hơi được sử dụng rất nhiều vào các mục đích khác nhau, thông thường áp
suất hơi là 3 at, một số trường hợp lên đến 6 at. Lò hơi sử dụng dầu FO làm
nhiên liệu đốt.
I.6. Cung cấp nhiên liệu.
Dùng dầu FO được cấp từ công ty xăng dầu petrolimex. Dùng FO giảm bụi, ô
nhiễm môi trường hơn dùng than.
I.7.Thoát nước.

Footer Page 9 of
113.
Đinh
Thị Như Hoa- STH K47

9


Header Page 10Đồ
ofán
113.
tốt nghiệp

Đại học Bách khoa Hà Nội

Việc thoát nước là rất cần thiết, nước thải nhà máy chứa nhiều chất hữu cơ,
cần xử lý trước khi thải ra môi trường. Dùng phương pháp vi sinh để xử lý,
xung quanh nhà máy có hệ thống cống rãnh.

I.8.Giao thông.
Trong khu công nghiệp có mạng lưới giao thông thuận tiện cho việc đi lại,
vận chuyển nguyên liệu và sản phẩm.
Từ khu công nghiệp đi lại đến cảng Hải Phòng có đường rộng đẹp dễ dàng
vận chuyển, Bắc Ninh có hệ thống cơ sở hạ tầng tốt vì vậy rất thuận lợi.
Hệ thống giao thông thuận lợi.
I.9.Sự hợp tác hóa.
Khu công nghiệp sẵn có nhiều nhà máy với nhiều ngành nghề, Bắc Ninh là
vùng có kinh tế khá phát triển nhiều ngành nghề và cách Hà Nội không xa, Hà
nội là trung tâm đô thị văn hóa công nghiệp lớn, nên việc hợp tác hóa với các
cơ quan xí nghiệp khác về các mặt cung cấp thông tin, thiết bị , nguyên vật
liệu, nhân lực, bán sản phẩm là thuận lợi
I.10. Cung cấp nhân lực
Bắc Ninh là 1 tỉnh có kinh tế phát triển, có nhiều ngành nghề là nơi hội tụ nơi
làm ăn của nhiều nơi khác, có đầy đủ các phương tiện thuận lợi cho đi lại,
giao tiếp nên việc tuyển chọn nhân lực là thuận lợi và gần Hà Nội vì vậy
tuyển chọn kỹ sư cũng dễ dàng.
I.11. Thị trường tiêu thụ sản phẩm.
Trong khu công nghiệp có số lượng người đông , có thể bán cho các nhà
máy khác để làm đồ ăn thêm cho công nhân.
Bắc Ninh có kinh tế phát triển , đời sống cao, đông dân, có cả khách du lịch,
khách buôn bán. Sản phẩm còn tiêu thụ ở các vùng lân cận khác như Bắc
Giang, Hải Dương, Hưng yên, Hà Nội…Ngoài ra còn hình thành mạng lưới

Footer Page 10Đinh
of 113.
Thị Như Hoa- STH K47

10

Header Page 11Đồ
ofán
113.
tốt nghiệp

Đại học Bách khoa Hà Nội

phân phối sản phẩm trên toàn quốc. Quảng cáo các sản phẩm trên các phương
tiện thông tin đại chúng: Tivi, đài, báo, mạng. Tổ chức các chương trình sữa
học đường, các đợt khuyến mại nhằm quảng bá sẩn phẩm.

Footer Page 11Đinh
of 113.
Thị Như Hoa- STH K47

11


Header Page 12Đồ
ofán
113.
tốt nghiệp

Đại học Bách khoa Hà Nội

Phần II
Quy trình công nghệ

Footer Page 12Đinh

of 113.
Thị Như Hoa- STH K47

12


Header Page 13Đồ
ofán
113.
tốt nghiệp

Đại học Bách khoa Hà Nội

II.1. Sơ đồ quy trình công nghệ sản xuất sữa cô đặc có đường.
Nước
42-45 0C

Sữa bột
gầy

Đường

Bơ nấu
chảy

Vitamin

Phối trộn - TCH
Lọc
Gia Nhiệt

Đồng hoá
Thanh trùng
Làm nguội
Cô đặc
Làm lạnh kết tinh

Bổ ssung
mầm kết
tinh

Tạm chứa, kiểm tra
Rót hộp
Ghép nắp
Hoàn thiện
Xếp thùng
Kho bảo quản

Footer Page 13Đinh
of 113.
Thị Như Hoa- STH K47

13

Hộp sắt


Header Page 14Đồ
ofán
113.
tốt nghiệp

Đại học Bách khoa Hà Nội

…

Footer Page 14Đinh
of 113.
Thị Như Hoa- STH K47

14


Header Page 15Đồ
ofán
113.
tốt nghiệp

Đại học Bách khoa Hà Nội

II.2. Quy trình công nghệ sản xuất Sữa chua Yoghurt
Sơ đồ công nghệ

Nước
42-450C

Chất ổn
định

Sữa bột
gầy

Đường
sacanon

Bơ nấy
chảy

Vitamin, hương
liệu, chất màu

Phối trộn
Lọc
Gia Nhiệt
Đồng hoá 1
Thanh trùng 1
Làm lạnh
Ủ hoàn nguyên
Gia mhiệt 2
Đồng hoá 2
Thanh trùng 2
Làm nguội
Trộn men giống
Lên men

Footer Page 15Đinh
of 113.
Thị Như Hoa- STH K47

15

Men
giống


Header Page 16Đồ
ofán
113.
tốt nghiệp

Đại học Bách khoa Hà Nội

Làm lạnh
Rót hộp dán nắp

Footer Page 16Đinh
of 113.
Thị Như Hoa- STH K47

16

Làm lạnh ủ chín


Header Page 17Đồ
ofán
113.
tốt nghiệp

Footer Page 17Đinh
of 113.

Thị Như Hoa- STH K47

Đại học Bách khoa Hà Nội

17


Header Page 18Đồ
ofán
113.
tốt nghiệp

Đại học Bách khoa Hà Nội

II.3. Sơ đồ công nghệ sản xuất sữa tiệt trùng.

Nước

Chất ổn
định

Sữa bột
gầy

Đường

Phối trộn
Lọc lần 1

Footer Page 18Đinh

of 113.
Thị Như Hoa- STH K47

18

Gia Nhiệt 1

Bơ nấy

Vitamin, hương
liệu, chất màu


Header Page 19Đồ
ofán
113.
tốt nghiệp

Footer Page 19Đinh
of 113.
Thị Như Hoa- STH K47

Đại học Bách khoa Hà Nội

19


Header Page 20Đồ
ofán
113.

tốt nghiệp

Đại học Bách khoa Hà Nội

Xếp thùng
Kiểm tra bảo quản
Làm lạnh ủ chín
Bảo quản lạnh
Sản phẩm sữa tiệt trùng

Footer Page 20Đinh
of 113.
Thị Như Hoa- STH K47

20


Header Page 21Đồ
ofán
113.
tốt nghiệp

Đại học Bách khoa Hà Nội

II.4.Thuyết minh quy trình công nghệ.
II.4.1.Yêu cầu về nguyên liệu:
1.

Tiêu chuẩn sữa bột gầy ( SMP ): Sữa bột là sản phẩm được sản xuất từ

sữa tươi bằng phương pháp sấy để tách gần như hoàn toàn nước(độ ẩm 4 %).


Sữa bột có 2 loại: sữa bột gầy và sữa bột béo, trong sản xuất sữa bột

gầy được sử dụng rộng rãi.


Sử dụng sữa bột có ưu điểm:
+ Chủ động trong sản xuất.
+ bổ sung nguyên liệu do sữa tươi còn hạn chế (< 15 % ).
+ Giảm giá thành sản phẩm.

Footer Page 21Đinh
of 113.
Thị Như Hoa- STH K47

21


Header Page 22Đồ
ofán
113.
tốt nghiệp

Đại học Bách khoa Hà Nội

 Y
Yêu cầu của sữa bột:
STT

Các chỉ tiêu

Các thông số

Tiêu chuẩn

11

Cảm quan

Màu sắc

Màu kem nhạt, đồng đều

Mùi vị

Mùi thơm tự nhiên, ngọt mát

Trạng thái

Hạt nhỏ, mịn, không vón cục,
không nhiễm tạp trùng, không
lẫn tạp chất

22

Hoá lý

Hàm lượng chất béo

1%

Độ hòa tan cao

97 ÷ 99,5 %

Độ ẩm

3,5 %

PH sữa hoàn nguyên 6,6 ÷ 6,7

33

Vi sinh vật

Độ Axit

16 ÷ 19 0T

Hàm lượng Pb

≤ 0,5 mg/kg

Hàm lượng As

≤ 0,5 mg/kg

VSV tổng số

<26.000 khuẩn lạc/1g sữa bột

Coliform, E.coli

Không có

Samonella,

Không có

staphylococcus
Afltoxin

Footer Page 22Đinh
of 113.
Thị Như Hoa- STH K47

Không có

22


Header Page 23Đồ
ofán
113.
tốt nghiệp

Đại học Bách khoa Hà Nội
Nấm men và nấm Không có

mốc
Đóng trong bao bì kín 25kg/bao, bao có khả năng chống

44

thấm cao. Trong điều kiện bao gói tốt, kho kín có độ ẩm
70 ÷ 75%, nhiệt độ 100C thì có thể bảo quản được 3
năm.

2.

Dầu bơ.

++ Được sản xuất từ mỡ sữa và có nhiều loại. Sử dụng trong chế biến sữa để
tiêu chuẩn hóa hàm lượng chất béo đạt yêu cầu
+ Có 2 loại hay sử dụng: dầu bơ 99,5 % chất béo và Chất béo sữa nguyên
chất( AMF 99,9% chất béo)

Footer Page 23Đinh
of 113.
Thị Như Hoa- STH K47

23


Header Page 24Đồ
ofán
113.
tốt nghiệp

Đại học Bách khoa Hà Nội

+ Yêu cầu của dầu bơ:
STT Các chỉ tiêu
1

Cảm quan

Các thông số

Tiêu chuẩn

Màu

Vàng sáng

Mùi

Mùi thơm đặc trưng của bơ
sữa

2

3

4

hóa lý

Vi sinh

Bảo quản

Trạng thái

Dạng sệt

Hàm lượng chất béo

> 99,5%

Chỉ số peroxit

≤1%

Độ chua

≤ 6 0T

Độ ôi khét

Âm tính

Chỉ số iod

40

Hàm lượng Pb

<0,1 mg/kg

Hàm lượng As

< 0,1 mg/kg

VSV tổng số

<50.000

Samonella. Aureus

0

Coliform

0

AMF thường đóng thùng 200lit, được nạp khí nitơ ngăn
chặn sự oxi hóa dầu mỡ. Có thể bảo quản lâu dài ở 40C.
Ở nhiệt độ thường có dạng sệt .ở nhiệt độ 360C có dạng
lỏng dử dụng trong 6 ÷ 12 tháng.

Footer Page 24Đinh
of 113.
Thị Như Hoa- STH K47

24


Header Page 25Đồ

ofán
113.
tốt nghiệp

33..

Đại học Bách khoa Hà Nội

Đường..

STT Các chỉ tiêu
1

Cảm quan

Các thông số

Tiêu chuẩn

Màu

Trắng sáng

Vị

Ngọt đặc trưng, không mùi vị lạ

Trạng thái

Các hạt tinh thể đường đồng đều,

không vón cục, không lẫn tạp chất

2

Hóa lý

Hàm lượng đường >99,7 %
Saccharose
Hàm lượng tro

≤ 0,03

Hàm lượng ẩm

≤ 0,05

Tạp chất

≤ 2ppm

Đường khử

<0,08 %

Màu( 420 nm )

Tối đa 0,04 %

Hàm

lượng

kim ≤ 5ppm

loại nặng Pb
3

4

Vi sinh

Bảo quản

Tổng số VSV

<200 tế bào/ 10 g

Nấm mốc

<10 Tế bào/ 10 g

Men

<10 Tế bào/ 10 g

Đóng bao 50 Kg/bao, bao bì 2 lớp

Footer Page 25Đinh
of 113.
Thị Như Hoa- STH K47

25